Mae Tsieina wedi profi awyren jet hypersonig yn llwyddiannus a allai dorri i lawr yr amser teithio o bron i un rhan o saith.
Tsieina wedi dylunio a phrofi awyren hynod gyflym a all gyflawni Hypersonic cyflymder yn yr ystod o Mach 5 i Mach 7, sef tua 3,800 i 5,370 milltir yr awr. Cyflymder uwchsonig yw cyflymder uwchsonig (sef Mach 1 ac uwch). Ymchwilwyr o Academi Gwyddorau Tsieineaidd, mae Beijing wedi profi eu “I Plane” yn llwyddiannus (sy'n debyg i'r brifddinas 'I' wrth edrych arno o'r tu blaen a hefyd â chysgod siâp 'I' pan fydd yn hedfan) y tu mewn i dwnnel gwynt ar y cyflymderau hyn a maent yn datgan bod y fath hypersonig awyren dim ond “cwpl o oriau” fyddai ei angen i deithio o Beijing i Efrog Newydd pan fo hediad cwmni hedfan masnachol ar hyn o bryd yn cymryd o leiaf 14 awr i gwmpasu’r pellter hwn o 6,824 milltir. O'i gymharu â'r awyren bresennol, Boeing 737, roedd lifft yr I Plane tua 25 y cant, hy pe bai gan awyren 737 y gallu i gludo hyd at 20 tunnell, neu 200 o deithwyr, gallai'r I Plane o'r un maint gludo 5 tunnell neu fwy. 50 o deithwyr. Mae'r syniad o ddefnyddio awyren hypersonig fel awyren fasnachol wedi bod o gwmpas ers cryn amser ac mae'r ras i fod y cyntaf i'w defnyddio eisoes wedi dechrau.
Mae'r ymchwil hwn, a gyhoeddwyd yn Gwyddoniaeth Tsieina Ffiseg, Mecaneg a Seryddiaeth, wedi rhoi'r pwnc o awyrennau hypersonig yn ôl i'r amlwg. Yn ystod y profion a'r gwerthusiadau ac arbrofion aerodynamig, gostyngodd ymchwilwyr fodel yr awyren y tu mewn i dwnnel gwynt a ddyluniwyd yn arbennig. Gwelwyd bod adenydd yr I Plane yn cydweithio'n dda i leihau cynnwrf a llusgo tra'n rhoi hwb parhaus i gapasiti lifft cyffredinol yr awyren. Cyfeirir y lifft mewn terminoleg awyren at y grym aerodynamig mecanyddol sy'n gwrthwynebu cyfanswm pwysau awyren yn uniongyrchol ac felly'n dal yr awyren yn yr awyr. Mae'r lifft hwn yn cael ei gynhyrchu gan bob rhan o'r awyren, er enghraifft yn y mwyafrif o awyrennau masnachol mae'r lifft hwn yn cael ei gynhyrchu gan ei adenydd yn unig. Mae cynhwysedd lifft awyren yn bwysig iawn i'w gadw'n gyson yn yr awyr. A llusgo a chynnwrf (a achosir gan wres, ffrwd jet, hedfan dros fynyddoedd ac ati) yn y bôn yw'r grymoedd aerodynamig sy'n gwrthwynebu a symudiad awyrennau yn yr awyr. Felly, y syniad canolog yw cynnal lifft uchel a chyson a lleihau llusgo ac effeithiau cynnwrf. Gwthiodd yr awduron y cynllun model hyd yn oed i saith gwaith cyflymder y sain (343 metr yr eiliad, neu 767 milltir yr awr) ac er mawr lawenydd iddynt, cafwyd perfformiad cyson, gyda chodiad uchel a llusgo isel. Roedd dyluniad yr awyren yn cynnwys adenydd isaf sy'n ymestyn allan o ganol y ffiwslawdd fel pâr o freichiau cofleidiol. Ac mae trydedd adain fflat, siâp ystlumod yn y cyfamser yn ymestyn dros gefn yr awyren. Felly, oherwydd y dyluniad hwn, mae'r haen ddwbl o adenydd yn gweithio gyda'i gilydd i leihau cynnwrf a llusgo ar gyflymder uchel iawn tra'n cynyddu cynhwysedd lifft cyffredinol yr awyren.
Mae gwledydd mawr gan gynnwys Tsieina a'r Unol Daleithiau hefyd yn y broses o ddatblygu Hypersonic arfau a cherbyd hypersonig y gallai'r fyddin ei erlyn fel system amddiffyn. Mae hyn yn gyfrinachol iawn ac nid yw'n ddadleuol iawn oherwydd y cyfyngiadau annisgwyl y gallai dyfeisiau hypersonig o'r fath eu cyflawni. byth. Gall hyn fod yn newidiwr gêm ac mae'r holl ddatblygiadau hyn wir yn ysgwyd pethau i fyny yn y gymuned ymchwil hyperpersonig.
Heriau Technolegol
Mae'r astudiaeth hon, trwy ei chynllun aerodynamig, wedi mynd i'r afael yn llwyddiannus â'r problemau a wynebwyd gan fodelau awyren hypersonig blaenorol, fodd bynnag byddai'r gwir lwyddiant yn cael ei gyflawni trwy ei symud ymlaen o'r cam cysyniadol i un go iawn. Cerbydau hypersonig hysbys blaenorol sydd wedi'u datblygu ledled y byd wedi mynd yn sownd yn y cyfnod arbrofol oherwydd yr heriau technolegol amrywiol sydd wedi bodoli ac mewn gwirionedd yn dal i fodoli. Er enghraifft, bydd unrhyw awyren sy'n teithio ar gyflymder hypersonig yn cynhyrchu gwres enfawr (o bosibl yn fwy na 1,000 gradd Celsius) a bydd angen i'r gwres hwn naill ai gael ei inswleiddio neu ei wasgaru'n effeithlon neu gallai fod yn angheuol i'r peiriant a'i gludwyr. Aethpwyd i'r afael â'r broblem hon yn addas sawl gwaith, er enghraifft trwy ddefnyddio deunyddiau sy'n gwrthsefyll gwres a hefyd system oeri hylif fewnol i wthio'r gwres allan - ond dim ond yn y cyfnod arbrofol y profir hyn i gyd yn dechnegol. Mae angen i'r profion hyn symud o'r twnnel gwynt i faes agored (hy gosodiad arbrofol i amgylchedd go iawn). Serch hynny, mae hon yn astudiaeth gyffrous a gallai baratoi'r llwybr ar gyfer dyfodol technoleg hypersonig.
***
Ffynhonnell (au)
Mae Cui et al. 2018. Cyfluniadau aerodynamig siâp I hypersonig. Gwyddoniaeth Tsieina Ffiseg, Mecaneg a Seryddiaeth. 61(2). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9117-8
***
